初論MIMO技術及其在無線通信中的運用

佘遠俊

【摘要】 MIMO技術就是一種能夠實現(xiàn)多種輸入和多方輸出的技術，目前在無線通信的領域已經(jīng)取得了廣泛的應用。本文首先對MIMO技術的工作原理進行了簡單的闡述，然后對MIMO技術在無線通信中的空間分集和空時編碼進行了具體的分析。

【關鍵詞】 MIMO技術 無線通信 空間分集 空時編碼

一、MIMO技術概述

MIMO技術在無線通信中的應用被稱之為MIMO無線數(shù)字通信系統(tǒng)，同時也叫做大容量的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。對于現(xiàn)代通信事業(yè)的發(fā)展來說，MIMO技術極大地促進了無線通信技術的發(fā)展，因為它能夠很好地解決無線網(wǎng)絡中容量瓶頸的問題。

對于MIMO通信技術，我們可以這樣來理解，如果在通信系統(tǒng)的發(fā)射端口和接受端口進行多天線的安裝，就能實現(xiàn)MIMO通信，具體的模型如圖1所示，其中的N就表示M個接收的系統(tǒng)模型，hij就表示從第i個負責發(fā)送的天線到第j個負責接受的天線之間的所增加的信道容量。

二、MIMO通信技術的理論基礎

通常來說，信道有兩種主要的表現(xiàn)形式，就是離散信道和連續(xù)信道，這兩種信道還有一種說法就是編碼信道和調制信道。其中調制信道被包含在了離散信道之中，所以就使得兩種信道的容量是一樣的，但是在實際的應用過程中，這兩種信道容量的計算方法卻并不一樣，現(xiàn)在我們就對實際應用中使用頻率較高的計算方法進行簡單的分析。

我們可以假設需要計算的信道能使獨立瑞利衰落信道，那就可以根據(jù)香農公式來對接收矢量和發(fā)射矢量的最大信息值進行計算，如果發(fā)生天線的數(shù)量為N，接受天線的數(shù)量為M，那么MIMO技術信道容量的計算公式就為：

x 從上面的三個公式中，我們可以得出下面的三個結論。第一個結論就是，信道容量的大小和信噪比是呈正比例關系，即信噪比越大，那么信道的容量就越大。第二個結論就是，信道的寬帶大小也能影響信道容量的大小，并且兩者之間也是呈正比例的關系，但是信道寬帶的增長對于信道容量的提升具有一定的局限性，并不能使信道容量無限增長。第三個結論就是，如果信道的容量保持不變，那么信道的寬帶和其中的信噪比是可以進行相互之間的轉化的，并且二者是呈反比例關系，即信噪比越大，那么進行傳輸?shù)男诺缹拵Ь蛻撛叫?，這樣才能保證信息傳輸?shù)臏蚀_性。

三、MIMO技術能在無線通信中的應用

（1）空間分集的應用。在無線的通信系統(tǒng)中，只要空間出現(xiàn)一點點的變化，就有可能導致場強發(fā)生比較大的變化。（2）空時編碼的應用。為了能夠提升無線通信系統(tǒng)的功能，我們可以將信道的編碼、調制、發(fā)射和接受進行綜合性的考慮，在時間和空間的領域內都引進編碼的概念，這樣的一種過程就叫做空時編碼。

四、結束語

綜上所述，隨著信息技術的不斷發(fā)展，人們對于數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾室笤絹碓礁?，傳統(tǒng)的方法已經(jīng)不能滿足人們的需求了，所以有必要利用比較先進的MIMO技術，所以我們對于該技術的探究和探討還應該進一步深入。

參 考 文 獻

[1] 張延杰. MIMO天線耦合特性研究[D]. 西安電子科技大學，2012

[2] 王旭穎. 基于MIMO技術的可見光通信系統(tǒng)的研究[D]. 南京郵電大學，2013

[3] 蔣武揚. 無線通信系統(tǒng)中的虛擬MIMO技術研究[D]. 上海交通大學，2010